1. 超高效稀土永磁同步电机
优点:
1)效率高:在转子上嵌入永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子绕组无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗,提高了电机效率。
2)功率因数高:永磁同步电机转子中无感应电流励磁,定子绕组呈现阻性负载,电机的功率因数近于 1,减小了定子电流,提高了电机的效率。同时功率因数的提高,提高了电网品质因数,减小了输变电线路的损耗,输变电容量也可降低,节省 了电网投资。
3)起动转矩大:在需要大起动转矩的设备(如油田抽油电机 )中,可以用较小容量 的永磁 电机替代较大容量的Y 系列电机。如果 37 kw 永磁同步电机代替45kW ~55 kW 的 Y 系列电机,较好地解决了“大马拉小车”的现象,节省了设备投入费用,提高了系统 的运行效能。
4)力能指 标好 :Y 系列 电机在 60%的负荷下工作时,效率下降 15%,功率因数下降 30%,力能指标下降40%;而永磁同步电机的效率和功率因数下降甚微,当电机只有 20%负荷时,其力能指标仍为满负荷的 80%以上。
5)温升低:转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中几乎不存在无功电流,因而电机温升低。
6 )体积小,重量轻 ,耗材少:同容量 的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小 30%左右。
7)可大气隙化,便于构成新型磁路。
8 )电枢反应小 ,抗过载能力强。
缺点:
永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降,或发生退磁现象,有可能降低永磁电动机的性能。另外,稀土式永磁同步电动机要用到稀土材料,制造成本不太稳定。
2. 高性能永磁同步电机
首先永磁同步电机要建立主磁场,励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场;然后采用三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体;在原动机拖动转子旋转的情况下,极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组,因此电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。
对于转子直流励磁的同步电动机,若采用永磁体取代其转子直流绕组则相应的同步电动机就成为永磁同步电动机。
永磁同步电动机的组成部分:定子、永久磁钢转子、位置传感器、电子换向开关等。
永磁同步电动机具有结构简单,体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点,主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能伺服传动系统和直流电机的更新替代电机。
原理
通常所说的永磁同步电动机是正弦波永磁同步电动机,同一般同步电动机一样,正弦波PMSM的定子绕组通常采用三相对称的正弦分布绕组,或转子采用特殊形状的永磁体以确保气隙磁密沿空间呈正弦分布。这样,当电动机恒速运行时,定子三相绕组所感应的电势则为正弦波,正弦波永磁同步电动机由此而得名。
正弦波PMSM是一种典型的机电一体化电机。它不仅包括电机本身,而且还涉及位置传感器、电力电子变流器以及驱动电路等。
内置式永磁同步电机无位置传感器(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)矢量控制系统,通过将滑模观测器和高频电压信号注入法相结合,在无位置传感器IPMSM闭环矢量控制方式下平稳启动运行,并能在低速和高速运行场合获得较准确的转子位置观察信息。
3. 稀土永磁同步电机为什么省电
(1)优点
①潜水泵采用水泵与电动机直接相联,小型潜水泵甚至将水泵的叶轮直接安装在电动机的轴上,俗称连体泵。这样可以省去很多联接零部件,使轴向尺寸缩短,金属消耗少,重量减轻。
②不需要建泵房,安装方便,减少了基建投资,而且潜水泵直接潜入水中,使用甚为方便。
③潜水泵由于在水下运行,所以在岸上几乎听不到水泵的噪声。因此很适合于工作环境要求安静的场所,如学校、家庭等供排水。
④不受天气及周围环境的影响。
⑤井用潜水泵由于不再设长传动轴,减少了长轴引起的故障,从而提高了设备的可靠性。
⑥若是采用软管作潜水泵的出水管路,可以加深提取井水的深度,而且井管直径可以开凿得更小。
(2)缺点。潜水泵只能在有电网的地区使用。但是,由于广大农村用电的普及,因此这个缺点也将被克服。
4. 新型稀土永磁材料与永磁电机
交流异步电机,是将转子置于旋转磁场中,对定子绕组(指绕在定子上的铜线圈)通三相交流电产生旋转磁场并切割转子,获得一个转动力矩。
永磁同步电机中转子加入了永磁体,转子的转速和定子绕组的电流频率保持一致。其中永磁体多采用稀土永磁材料,稳定了永磁体的磁性。
永磁同步电机主要是我国纯电汽车品牌使用,其中很大一部分原因则是因为我国拥有全球70%的稀土资源,汝铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%。
5. 稀土永磁直流电机
永磁电机可以是直流电机,也可以是交流电机(例如家用微风吊扇);同样,不用永久磁铁的可以是直流电机,也可以是交流电机,甚至是交直流两用的。 与电励磁电机相比,永磁电机,特别是稀土永磁电机具有结构简单,运行可靠;体积小,质量轻;损耗小,效率高;电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点,因而应用范围极为广泛,几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。
6. 稀土永磁同步电动机
1 概念上的区别。无刷直流电机指的是一个系统,准确地说应该叫“无刷直流电机系统”,它强调的是电机和控制器的一体化设计,是一个整体,相互的依存度非常高,电机和控制器不能独立地存在并独立工作,考核的也是他们整体的技术性能。而交流永磁同步电机指的是一台电机,强调的是电机本身就是一台独立的设备,它可以离开控制器或变频器而独立地存在独立地工作。
2 从设计和性能角度上看,“无刷直流电机系统”设计时主要考虑将普通的机械换向变为电子换向后如何还能保持机械换向电机的优点,考核的重点也是系统的直流电机特性,如调速特性等;而交流永磁同步电机设计主要着重电机本身的性能,特别是交流电机的性能,如电压的波形、电机的功率因数、效率功角特性等。
3 从反电势波形看,无刷直流电机多为方波,而交流永磁同步电机反电势波形多为正弦波。
4 从控制角度看,无刷直流电机系统基本不用什么算法,只是依据转子位置考虑给那个绕组通电流即可,而交流永磁同步电机如果需要变频调速则需要一定的算法,需要考虑电枢电流的无功和有功等。
7. 永磁同步电机 稀土
1、结构简单 运行可靠
永磁电机采用稀土永磁材料替代了异步电机的励磁绕组,结构简单、运行可靠。
2、体积小,重量轻,耗材少
由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力,实现了电机磁路系统的小型化、轻量化。
3、节能高效
一是由于磁路系统的小型化,绕组亦趋小,从而减少了电机的铜损和铁损,效率提高;二是在转子上嵌人稀土永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子因无绕组所以无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗;三是定子电流中无励磁电流分量,功率因数高,定子电流小,定子侧铜损下降,提高了电机效率。
4、调速大转矩
可通过附带控制柜根据工况需求和变化调整转速获得理想的转速和足够大的与工艺要求相匹配的转矩。避免无谓的功率消耗。
5、起动力矩大
在需要大启动转矩的设备中,较好地解决了“大马拉小车”的现象,提高了系统的运行效能。